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Physique-Chimie 1re - Schéma bilan : Ondes mécaniques

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Diffraction par une fente réglable - Fraunhofer diffraction

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1 CH16 Phénomènes ondulatoires  TG video cours

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Diffraction et interférences

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TERMspé. Interférences : un phénomène propre aux ondes

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TERMspé. La diffraction : un phénomène propre aux ondes

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Correction partie diffraction sujet Métropole 2023

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Correction partie diffraction sujet Métropole 2023

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Diffraction des ondes classe inversée, terminale spécialité nouveau programme 2020

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Ondes gravitationnelles interférométrie  nouvelle Calédonie SI 2022

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Ondes gravitationnelles interférométrie  nouvelle Calédonie SI 2022

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Les ondes gravitationnelles détectées par interférométrie

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Nouvelle Calédonie SI 2022 jour 1 Interférences Correction disponible

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Exercice 22 p 381(python)_ Somme de signaux sinusoidaux 

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Exercice 22 p 381(python)_ Somme de signaux sinusoidaux 

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import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from matplotlib.widgets import Slider
from matplotlib.gridspec import GridSpec
#Fonction d'actualisation des courbes
def update(val):
    '''
    Fonction qui permet d'actualiser la droite de mod��lisation
     et son ��quation, en fonction de la valeur du curseur
    '''
    y1=A.val*np.cos(2*np.pi/T.val*time)
    p1.set_ydata(y1)
    y2=A.val*np.cos(2*np.pi/T.val*time+PHI.val)
    p2.set_ydata(y2)
    y3=A.val*np.cos(2*np.pi/T.val*time)+ A.val*np.cos(2*np.pi/T.val*time+PHI.val)
    p3.set_ydata(y3)


#Conditions initiales
initial_A = 1.00
initial_T = 2.00
initial_PHI = 1.00
# D��finitions des courbes
time=np.linspace(0.,20.,2000)
y1=initial_A*np.cos(2*np.pi/initial_T*time)
y2=initial_A*np.cos(2 * np.pi / initial_T * time + initial_PHI)
y3=y1+y2
#Trac�� des courbes
G = GridSpec(10, 8)
fig, ax = plt.subplots(figsize=(12,8))
axes_1 = plt.subplot(G[:-3, :])
plt.axis([0,20,-10,10])
plt.xlabel('$t$ (s)')
plt.ylabel('Amplitude ')
plt.title('Somme de deux ondes sinuso��dales synchrones ')
plt.grid()
p1, = plt.plot(time, y1, '-g',label=r'$y_1 = A \times \cos( \frac{2\pi}{T}\times t)$')
p2, = plt.plot(time, y2, '-b',label=r'$y_2 = A \times \cos( \frac{2\pi}{T}\times t + \Phi)$')
p3, =  plt.plot(time, y3, '-r',label=r'$y_3= y_1 + y_2$')
plt.legend()
################################################################################
#Sliders
################################################################################
# Cr��ation d'un curseur, not�� T, avec la position et les dimensions de ce curseur (rectangle_a)
rectangle_a = plt.axes([0.25, 0.1, 0.5, 0.02])
T = Slider(rectangle_a, 'P��riode $T$ (s)', 1,10, valinit=initial_T)
# Cr��ation d'un curseur, not�� A, avec la position et les dimensions de ce curseur (rectangle-b)
rectangle_b = plt.axes([0.25, 0.155, 0.5, 0.02])
A = Slider(rectangle_b, 'Amplitude $A$ (m)', 0, 5, valinit=initial_A)
# Cr��ation d'un curseur, not�� PHI, avec la position et les dimensions de ce curseur (rectangle_c)
rectangle_c = plt.axes([0.25, 0.210, 0.5, 0.02])
PHI = Slider(rectangle_c, 'Phase $\phi$ (rad)', 0, 30, valinit=initial_PHI)
# appel de la fonction update lorsque le curseur est actionn��
A.on_changed(update)
T.on_changed(update)
PHI.on_changed(update)
#Affichage
plt.show()

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Étude d’un film de savon                                          Bac Métropole Juin 2021 Sujet 2

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Étude d’un film de savon                                          Bac Métropole Juin 2021 Sujet 2

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Quelle taille pour les mailles d'un tamis ?

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Métropole 2021 sujet 2 Correction disponible. Diffraction et interférences d'ondes lumineuses. Incertitude type. Correction audio par B. LACHAUD.

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La mission GRACE-FO                                      Bac Amérique du nord 2021 Sujet 2

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La mission GRACE-FO                                      Bac Amérique du nord 2021 Sujet 2

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L’expérience des trous de Young                                       Asie 2022 Sujet 1

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L’expérience des trous de Young                                       Asie 2022 Sujet 1

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Acoustique d’une salle                                                              Polynésie 2022 Sujet 1

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Acoustique d’une salle                                                              Polynésie 2022 Sujet 1

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Polynésie 2022 Sujet 1
Exercice C - (5 points) - au choix du candidat - Durée 0h53 - Calculatrice autorisée
Sujet n° 22-PYCJ1P01
Mots-clés : ondes lumineuses et sonores, angles caractéristiques de diffraction
Dans les salles de spectacle, il existe des places appelées " places aveugles ". Installé à ce type de place, un élève se rend compte que la qualité sonore du concert ne le satisfait pas.

L'objectif de cet exercice est d'étudier la diffraction des ondes lumineuses puis de montrer comment le phénomène de diffraction des ondes sonores permet de retrouver l'emplacement de l'élève dans la salle.
Étude de la diffraction des ondes lumineuses
En rentrant du concert, l'élève consulte une activité expérimentale sur la diffraction des ondes lumineuses dont voici un extrait : " On dispose d'un laser de longueur d'onde inconnue l face à une fente de largeur a réglable et d'un écran situé à une distance D égale à 2,00 m de la fente. On observe sur l'écran une figure de diffraction de tâche centrale de largeur L. Le schéma de la figure 1 modélise le montage réalisé. "

Figure 1. Schéma du montage expérimental

L'angle caractéristique de diffraction θ, en radian, a pour expression : . L'angle θ étant petit, on peut considérer que la valeur de la tangente de l'angle 𝜃 est égale à l'angle θ : tan θ = θ.

1. Montrer que la largeur L de la tâche centrale de diffraction a pour expression :

Lors de l'activité expérimentale, des mesures de la largeur L de la tâche centrale de diffraction sur l'écran ont été effectuées en faisant varier la taille a de la fente.

L'élève a ensuite obtenu le graphique de la figure 2.

Figure 2. Graphique représentant la largeur de la tâche centrale L en fonction de 1/a

2. À l'aide de la figure 2, montrer que la relation entre L et est du type

3. En utilisant la relation donnée question 1. indiquer l'expression de k en fonction de λ et D.

4. Montrer que la valeur de la longueur d'onde λ est égale à 6,5×10 ⁻⁷ m.

La valeur de l'angle correspondant à la fente de largeur = 38 µm est égale à 1,7×10 ⁻² rad.

5. Déterminer la valeur de l'angle , en radian, correspondant à la fente de largeur a égale à 150 µm.

6. En déduire que la diffraction est la plus marquée pour la fente de largeur .
Étude de la diffraction des ondes sonores
On rappelle que les caractéristiques de diffraction des ondes sont les mêmes pour les ondes lumineuses et les ondes sonores.

Lors du concert, l'élève constate qu'il perçoit mieux les sons graves de fréquence égale à 200 Hz que les sons aigus de fréquence de valeur 1,00 kHz.

Donnée :

7. Exprimer la longueur d'onde λ d'une onde sonore en fonction de la vitesse du son et de sa fréquence f.

Figure 3. Schéma de la situation

La figure 3 ci-dessus représente la scène, un pilier de largeur voisine de 70 cm et les positions possibles de l'élève lors du concert, repérées par les lettres A, B et C.

On admettra que la diffraction par le pilier est identique à celle créée par une fente de même largeur.

9. En se référant à la figure 1 et à la réponse apportée à la question 8, choisir, en justifiant qualitativement, parmi les positions A, B ou C celle qui correspondrait le mieux à la situation décrite par l'élève lors du concert.

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Diffraction Acoustique d'une salle physik.fr

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Contrôle de la largeur d’un fil de suture    Métropole Septembre 2022 Sujet 1

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Contrôle de la largeur d’un fil de suture    Métropole Septembre 2022 Sujet 1

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Métropole Septembre 2022 Sujet 1
Exercice C - (5 points) - au choix du candidat - Durée 0h53 - Calculatrice autorisée
Sujet n° 22-PYCJ1ME3

Mots-clés : diffraction d'une onde lumineuse

Un fil de suture en chirurgie permet de rapprocher les deux bords d'une plaie afin de faciliter la cicatrisation. Le diamètre, la forme et la composition chimique des fils sont adaptés au type de tissu à recoudre (peau, muscle, tendon, nerf, etc.) mais aussi à la durée de cicatrisation et à la taille de la plaie.

Lors de la fabrication d'un fil, les industriels peuvent notamment contrôler son diamètre à l'aide d'appareils utilisant la diffraction de la lumière d'un laser (figure 1).

Dans cet exercice, on étudie le principe physique utilisé dans un appareil de contrôle du diamètre d'un fil puis on s'intéresse à un fil de suture vendu en pharmacie.

Données :
1. Principe physique utilisé par un appareil de contrôle du diamètre d'un fil
Pour illustrer ce principe au laboratoire, on place, sur un banc d'optique, un laser émettant une onde de longueur d'onde λ et un fil de diamètre a connu. Un écran est placé à une distance D du fil. La largeur L de la tache centrale de la figure de diffraction est mesurée directement sur l'écran (figure 2).

Figure 2. Montage illustrant le principe physique utilisé par l'appareil de contrôle du diamètre d'un fil

Q1. Indiquer qualitativement comment évolue l'angle caractéristique de diffraction θ avec le diamètre a du fil.

Q2. Écrire, à l'aide de la figure 2, la relation entre l'angle caractéristique de diffraction θ et les grandeurs D et L.

Q3. Établir l'expression de la largeur L de la tache centrale de la figure de diffraction en fonction de λ, D et a.

On réalise la mesure de la largeur de la tache centrale de la figure de diffraction pour sept fils de diamètres a connus. On représente alors L en fonction de 1/ a.

Figure 3. Représentation graphique de L en fonction de 1/ a

Q4. Vérifier que les résultats expérimentaux de la figure 3 sont cohérents avec l'expression établie à la question Q3.

Q5. Montrer que la modélisation suivante permet de rendre compte des résultats expérimentaux :

avec a et L exprimés en m.

2. Mesure du diamètre d'un fil de suture vendu en pharmacie

Une partie de l'étiquette du paquet contenant un fil de suture en polyamide de couleur bleue vendu en pharmacie est présentée ci-dessous.

On obtient la figure de diffraction suivante (figure 4) en utilisant le montage expérimental décrit sur la figure 2.

Figure 4. Photographie de l'écran de l'appareil de contrôle

Q6. En utilisant la figure 4, estimer la valeur du diamètre de ce fil de suture.

L'incertitude-type sur la valeur du diamètre expérimental du fil est donné, dans les conditions de l'expérience, par la relation suivante :

avec u( L) = 1×10⁻³ m

Q7. Analyser le résultat de la mesure en lien avec la plage de référence indiquée sur l'étiquette du fil de suture.

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Contrôle de la largeur d'un fil de suture

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Contrôle de la largeur d'un fil de suture physik.fr

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Correction des exercices du livre Hachette Chap18

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Correction des exercices du livre Hachette Chap18

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corrigé exercices Hachette term spé chap 18 (OS2 Diffraction et interférences)